JP2005117111A

JP2005117111A - インピーダンス整合の調整方法

Info

Publication number: JP2005117111A
Application number: JP2003345116A
Authority: JP
Inventors: Koji Okada; 浩治岡田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】部品点数を削減して小型化するとともに、インピーダンス整合のための調整時間を短縮することができ、製品コストを低減することができるインピーダンス整合の調整方法を提供する。
【解決手段】半導体デバイスＨＤ１内に、インピーダンス整合回路１０３と、検波器１０６と、ＶＣＯ発振器１０８と、シリアルコントローラ１０７とを設け、ＶＣＯ発振器１０８から伝送線路１０２へ信号を送り、出力端子１０５からの信号を検波器１０６により検波し、この検波出力信号に基づいて、シリアルコントローラ１０７により、反射のない最大出力が得られるようにインピーダンス整合回路１０３を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子などの高周波デバイスにおけるインピーダンス整合の調整方法に関するものである。

近年、携帯電話の急速な普及や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや、無線ＬＡＮなどの無線データ通信機器の開発加速によって、高周波回路技術による高周波の世界が脚光を浴びるようになっている。

このような高周波信号を扱う高周波回路の場合には、インピーダンス整合（例えば、特許文献１を参照）が重要となる。高周波信号を伝送する際に、信号伝送線路の特性インピーダンスが不整合になると、信号の反射により伝送損失が発生し、本来の伝送特性が得られなくなる。

特に、高周波信号に対して伝送損失がない最適な特性インピーダンスとしては、高周波伝送用に一般的に用いられる信号伝送線路の特性インピーダンスである５０Ωが基準になっている。よって高周波回路において高周波信号を効率良く伝送するには、その特性インピーダンスを５０Ωにする必要があり、さらに広帯域でのインピーダンス整合が求められている。

まず、一般的な半導体デバイスにおけるインピーダンス整合の調整方法について、以下に説明する。
図３は従来から用いられている一般的なインピーダンス整合回路の一構成例を示すブロック図である。図３において、３０１はインピーダンス測定用のネットワークアナライザ、３０２は伝送線路端、３０３はコンデンサ、３０４はコイル、３０５は入力端子、３０６は半導体デバイスである。

伝送線路端３０２にインピーダンス測定用のネットワークアナライザ３０１を接続し、スミスチャートを確認しながらインピーダンスが５０Ωになるように、半導体デバイス３０６の入力端子３０５から伝送線路端３０２までの間に設けたコンデンサ３０３及びコイル３０４を変更して、インピーダンス整合の調整を行う。

その他の方法として、マイクロストリップラインやスタブ整合器を用いて、インピーダンス整合の調整を行うことができる。
特開平２−１６８７１６号公報

しかしながら上記のような従来のインピーダンス整合の調整方法では、半導体デバイス３０６の外側にインピーダンス整合用のコンデンサ３０３やコイル３０４等の負荷を設けるため、部品点数が増え、回路としての小型化の妨げになりコストがかかるという問題点を有していた。

また、インピーダンス調整用の負荷を手動で付け替えながら調整を行うため、インピーダンス整合のための調整に時間がかかるという問題点をも有していた。
さらに使用周波数が広帯域の場合、使用周波数全範囲での整合が必要となり、広帯域にわたるインピーダンス整合のための調整が困難になるという問題点も有していた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、部品点数を削減して小型化するとともに、インピーダンス整合のための調整時間を短縮し、製品コストを低減することができ、また、広帯域にわたるインピーダンス整合を容易に調整することができるインピーダンス整合の調整方法を提供する。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のインピーダンス整合の調整方法は、シリアルコントローラと、前記シリアルコントローラにより制御されるインピーダンス整合回路と、ＶＣＯ発振器と、検波器とを搭載した半導体デバイスにおけるインピーダンス整合の調整方法であって、前記ＶＣＯ発振器から伝送線路へ信号を送り、出力信号を前記検波器により検波し、前記シリアルコントローラにより前記インピーダンス整合回路を調整する方法としたことを特徴とする。

以上により、シリアルコントローラによりインピーダンス整合回路を調整するだけで、反射のない最大出力を得ることができる。
また、本発明の請求項２に記載のインピーダンス整合の調整方法は、請求項１に記載のインピーダンス整合の調整方法であって、前記ＶＣＯ発振器を前記シリアルコントローラにより制御する方法としたことを特徴とする。

以上により、ＶＣＯの発振周波数を可変させることにより、インピーダンス整合回路を使用周波数により変更することができる。

以上のように本発明によれば、シリアルコントローラによりインピーダンス整合回路を調整するだけで、反射のない最大出力を得ることができる。また、インピーダンス調整用の負荷を付け替える必要をなくすことができる。

以上により、部品点数を削減して小型化するとともに、インピーダンス整合のための調整時間を短縮することができ、製品コストを低減することができる。
また、ＶＣＯの発振周波数を可変させることによりインピーダンス整合回路を使用周波数により変更することができる。

そのため、様々な周波数に対してインピーダンスの整合をとることができ、広帯域でのインピーダンス整合を容易に調整することができる。

以下、本発明の実施の形態を示すインピーダンス整合の調整方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本実施の形態のインピーダンス整合の調整方法による調整システムを示すブロック図である。図１に示す半導体デバイスＨＤ１において、入力端子１０１はインピーダンス整合回路１０３を有した伝送線路１０２で内部回路１０４に接続し、内部回路１０４の出力端子１０５に検波器１０６を接続し、伝送線路１０２にスイッチ１０９を介してＶＣＯ発振器１０８を接続し、検波器１０６の出力信号に基づいて、インピーダンス整合回路１０３、ＶＣＯ発振器１０８、スイッチ１０９を制御するシリアルコントローラ１０７を有している。

この構成において、ＶＣＯ発振器１０８から所望の周波数を発振させ、スイッチ１０９を介して伝送線路１０２に信号を供給する。伝送線路１０２に供給された信号は内部回路１０４を通り出力端子１０５に出力される。この出力信号を検波器１０６で検波する。仮に伝送線路１０２のインピーダンス整合がとれていれば検波器１０６は反射のない最大出力が得られるはずであるが、インピーダンス整合がとれていない場合は、最大出力を得るために伝送線路１０２に接続したインピーダンス整合回路１０３を、シリアルコントローラ１０７により制御して、検波器１０６が最大出力を得るインピーダンス定数を可変調整し、その状態を保持しておく。

図２は本実施の形態のインピーダンス整合の調整方法によるインピーダンス整合回路部分の簡単な構成例を示すブロック図である。図２に示すように、伝送線路１０２は、インピーダンス整合用の容量インピーダンスＣ２０１、Ｃ２０２、Ｃ２０３、Ｃ２０４を有し、シリアルコントローラ１０７により制御可能なスイッチＫ２０１、Ｋ２０２、Ｋ２０３、Ｋ２０４を有している。

この構成において、伝送線路１０２のインピーダンス整合がとれていない場合、開放状態のスイッチＫ２０１、Ｋ２０２、Ｋ２０３、Ｋ２０４を、シリアルコントローラ１０７で制御して組み合わせを変えながら短絡することで、伝送線路１０２のインピーダンスを可変することができるため、これを用いてインピーダンス整合を行い、その状態を保持しておく。

さらに、ＶＣＯ発振器１０８の発振周波数を、シリアルコントローラ１０７で制御して変更することで、再度同様のインピーダンス整合を行う。このようにすると、使用周波数に応じてインピーダンス整合回路を変更するため、広帯域でのインピーダンス整合が可能となる。

本発明のインピーダンス整合の調整方法は、部品点数を削減して小型化するとともに、インピーダンス整合のための調整時間を短縮することができ、製品コストを低減することができるものであり、半導体素子などの高周波デバイスにおけるインピーダンス整合技術に適用できる。

本発明の実施の形態のインピーダンス整合の調整方法を示すブロック図同実施の形態のインピーダンス整合の調整方法におけるインピーダンス整合回路の簡単な構成例を示すブロック図従来のインピーダンス整合回路の調整方法を示すブロック図

符号の説明

１０１入力端子
１０２伝送線路
１０３インピーダンス整合回路
１０４内部回路
１０５出力端子
１０６検波器
１０７シリアルコントローラ
１０８ＶＣＯ発振器
１０９スイッチ
ＨＤ１半導体デバイス
Ｃ２０１、Ｃ２０２、Ｃ２０３、Ｃ２０４容量インピーダンス
Ｋ２０１、Ｋ２０２、Ｋ２０３、Ｋ２０４スイッチ
３０１ネットワークアナライザ
３０２伝送線路端
３０３コンデンサ
３０４コイル
３０５入力端子
３０６半導体デバイス

Claims

シリアルコントローラと、前記シリアルコントローラにより制御されるインピーダンス整合回路と、ＶＣＯ発振器と、検波器とを搭載した半導体デバイスにおけるインピーダンス整合の調整方法であって、前記ＶＣＯ発振器から伝送線路へ信号を送り、出力信号を前記検波器により検波し、前記シリアルコントローラにより前記インピーダンス整合回路を調整することを特徴とするインピーダンス整合の調整方法。
前記ＶＣＯ発振器を前記シリアルコントローラにより制御する請求項１に記載のインピーダンス整合の調整方法。